弦支穹顶空间结构在多维多点输入下的地震响应分析

论文摘要

弦支穹顶结构是一种新型的空间杂交结构,其将单层网壳和索穹顶结构运用张拉整体思想,巧妙的结合在一起,并综合了二者各自的优点,可以实现更加经济、合理地覆盖更大的空间。本文以凯威特型(K8型)弦支穹项结构作为研究对象,采用大型通用软件MIDAS Gen,研究结构多维多点输入下的地震动响应规律。本文主要内容如下：1.对弦支穹顶结构进行几何非线性分析,并与相应单层网壳进行对比。分析了弦支穹顶的结构形状判定及预应力的设定,并研究了结构在几何非线性分析下,不同参数对结构静力特性的影响,包括在不同矢跨比、预拉力及竖杆长度下的变化情况。2.研究了不同跨度弦支穹顶结构自振特性,并分析了多种结构参数对弦支穹顶结构自振特性的影响,其中包括：支座条件、矢跨比、拉索初拉力等参数,总结了弦支穹顶结构自振特性规律。3.推导了多维多点输入下支座大质量法模型的运动方程。4.研究了地震动的行波效应对弦支穹顶结构的影响,分析了考虑行波效应的地震动下不同跨度的弦支穹顶结构的响应规律,并与一致输入作用下的弦支穹顶结构的响应规律进行了比较。5.对结构在单维和三向下的一致输入时和考虑行波效应时的地震动响应进行了研究,并对结果进行了对比分析。总结三向地震作用下弦支穹顶结构杆件内力与单维地震作用下结构杆件的变化规律,以及对比分析了两者在考虑行波效应和一致输入下结构杆件的变化规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• Contents
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究意义
• 1.3 弦支穹顶结构
• 1.3.1 构成原理
• 1.3.2 工程实例
• 1.4 国内外研究现状
• 1.4.1 弦支穹顶结构
• 1.4.2 多维多点地震反应分析方法
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 弦支穹顶结构非线性分析
• 2.1 引言
• 2.2 几何非线性分析方法
• 2.2.1 预应力拉索的基本假定
• 2.2.2 预应力拉索的平衡方程
• 2.2.3 非线性方程组的解法
• 2.3 结构选型分析
• 2.3.1 找形分析
• 2.3.2 预拉力设定的原则
• 2.3.3 矢跨比的影响
• 2.4 算例及参数定义
• 2.4.1 算例
• 2.4.2 参数选择
• 2.5 各参数对结构影响的分析
• 2.5.1 矢跨比变化的影响
• 2.5.2 索预拉力变化的影响
• 2.5.3 撑杆长度变化的影响
• 2.6 本章小结
• 第三章 弦支穹顶结构的自振特性分析
• 3.1 引言
• 3.2 模态分析方法及算例
• 3.2.1 模态分析方法
• 3.2.2 子空间迭代法
• 3.2.3 算例
• 3.3 弦支穹顶结构的基本振型
• 3.4 弦支穹顶结构自振特性参数分析
• 3.4.1 矢跨比的影响
• 3.4.2 索初拉力的影响
• 3.4.3 支座条件的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 弦支穹顶结构多维多点地震响应分析
• 4.1 引言
• 4.2 分析方法
• 4.2.1 多点输入下的运动方程
• 4.2.2 多点输入下运动方程的求解
• 4.2.3 多点输入下的时程分析模型
• 4.3 地震波的选取
• 4.4 水平行波输入下地震动响应分析
• 4.5 多维多点地震作用下地震动响应分析
• 4.5.1 多维多点地震作用与一致地震作用反应比较
• 4.5.2 多维多点地震作用与单向多点地震作用反应比较
• 4.6 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢